Катодная защита железобетонных конструкций

В железобетоне под воздействием щелочного портландцемента вокруг арматурной стали образуется пассивная оксидная пленка, которая защищает сталь от коррозии. Эта оксидная пленка ослабевает или разрушается, когда агрессивные ионы, такие как хлориды, воздействуют на бетон вокруг арматурной стали, вызывая коррозию арматурной стали.
Коррозия – это электрохимический процесс, при котором на стали образуются анодные и катодные участки. Когда цепь коррозионной ячейки завершена наличием непрерывных стальных стержней, соединяющих анодные и катодные участки, и погружением в тот же электролит, на анодных участках происходит коррозия. Коррозия продолжается до тех пор, пока на анодном участке не произойдет разрушение.

Катодная защита – это метод борьбы с коррозией стали в загрязненном бетоне, который работает путем придания катодного состояния заделанной арматурной стали. Когда сталь становится катодной, вокруг нее накапливаются гидроксильные ионы, делая ее пассивной в течение длительного времени.
Арматурная сталь электрически соединяется с другим металлом, который становится анодом, с применением или без применения внешнего источника питания. Системы катодной защиты, которые работают в отсутствие внешнего источника питания и в присутствии менее благородного металла (например, цинка) в качестве анода, называются жертвенные пассивные системы.
В случае катодной защиты на основе импрессионного токавнешний источник питания используется для подачи небольшого количества электрического тока через арматурную сталь, чтобы противодействовать протеканию тока, вызванного процессом коррозии. Анодом служит металл, например, платина, который корродирует с очень низкой скоростью.
Катодная защита используется для защиты практически любого типа железобетонных конструкций, включая горизонтальные перекрытия, стены, башни, балки, колонны и фундаменты. Однако этот метод имеет следующие ограничения:

Катодная защита не заменяет проржавевшую сталь.
Системы катодной защиты импульсным током не рекомендуются для общего использования на предварительно напряженных бетонных конструкциях, поскольку выделяющийся водород может сделать высокопрочные стали хрупкими по своей природе
Пассивные жертвенные системы могут быть использованы для предварительно напряженных конструкций после детального анализа коррозии
Электрическая непрерывность арматурной стали и ионная проводимость бетона должны быть подтверждены во время установки системы.

Жертвенные пассивные системы катодной защиты могут быть созданы с использованием одного из следующих методов:
a) Аноды из цинковых листов, предварительно покрытых проводящим гидрогелевым клеем, наносятся на поверхность бетона. Сформированный анод называется цинк-гидрогелевым анодом, а его внешний вид улучшается путем покрытия различными красками.
б) Цинк или цинковые сплавы напыляются на бетон с помощью оборудования для дугового или пламенного напыления.
в) Встраиваемые гальванические аноды встраиваются в ремонтный бетон, соединенный с арматурной сталью. Аноды устанавливаются по периметру бетонного ямочного ремонта для защиты прилегающих участков от коррозии вследствие эффекта анодного кольца.
Системы катодной защиты от поражающего тока содержат анод, источник постоянного тока и соединительные кабели. Ниже приведены различные типы этих систем в зависимости от установки анода и его применения:
a) Аноды поверхностного монтажа без накладок устанавливаются на поверхности бетона и не требуют цементирующей накладки. Однако износостойкость системы снижается.
b) Токопроводящие мастичные аноды состоят из анодов, вмонтированных в поверхность бетона с токопроводящим покрытием. Они используются на вертикальных поверхностях, потолках и колоннах.
в) Аноды пластинчатого типа состоят из изготовленных анодных пластин, приклеенных к поверхности бетона.
d) Аноды с накладками обычно используются на горизонтальных поверхностях и требуют цементного покрытия толщиной не менее 13 мм.
д) Сетка анода из благородного металла крепится к бетону с помощью нескольких штырей, называемых анодами из благородного металла сетчатого типа, которые покрываются цементирующим материалом.
f) Токопроводящие полимербетонные полосы состоят из ряда токопроводящих полимербетонных полос, содержащих анод из благородного металла, который крепится к поверхности бетона и покрывается цементирующим слоем.
g) Система встроенных анодов встраивается в поверхность бетона или размещается на уровне арматуры в новом строительстве.
h) Аноды с пропилами изготавливаются путем создания в поверхности бетона ряда пропилов небольшой глубины и ширины, которые заполняются анодом из благородного металла и проводящим полимерным бетоном.
i) При новом строительстве аноды могут быть размещены на уровне арматуры. Этот анод не должен иметь прямого контакта с арматурной сталью.

Читайте далее: